CN111801812A - 电池及制造电池的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括棱柱形壳体(102)和具有不同极性的电极层(106)的电池单元堆垛(104)的电池(100)，每一层具有用于与电极层(106)电接触的至少一个接触突片(110)，所述突片突出到电极层(106)的活性表面(108)之外。具有相同极性的电极层(106)的接触突片(110)朝向彼此定向并组合成针对每个堆垛至少两个相同极性的接触突片束(112)，该束包括基本相同数量的具有相同极性的接触突片(110)，并且相同极性的电极层(106)经由对应的相同极性的接触突片束(112)和压力焊接连接部(114)被导电地连接至壳体(102)的对应的导体(116)。

Description

电池及制造电池的方法

技术领域

本发明涉及一种电池及一种制造电池的方法。

背景技术

电池包括用于将电能从电化学储能装置输出和/或输入到其中的连接端子，可在电池的壳体或盒体的外表面上使用该连接端子。连接端子在电池内部连接至储能装置的电极。相同极性的电极置于共用触头中并以导电的方式连接至相关的连接端子。

发明内容

在这种背景下，本文提出的手段提出了独立权利要求所述的一种电池和一种制造电池的方法。本文提出的手段的有利的发展和改进从说明书中得出，并在从属权利要求中进行限定。

本发明的优点

与电池的传统实施方式相比，本发明的实施方式可有利地帮助减小用于与电池的储能装置的电极进行电接触的接触突片的所需长度，并因此减小接触突片的电阻。由此，流过接触突片的电流特别是在电池的快速放电期间导致较少的发热。另外，减少了与储能装置接触所需的空间量，从而使储能装置的尺寸相对于电池的总体积增大。在常规运行期间，由于之后流过的电流较小，因此焦耳发热不会过高。另外，对于内部短路，也不需要替代的、电阻极低的电流路径。

提出了一种电池，其具有棱柱形的壳体以及包括不同极性的电极层的电池单元堆垛，每个电极层具有用于与电极层电接触的至少一个接触突片，所述接触突片突出到电极层的活性表面之外，其中相同极性的电极层的接触突片彼此对准并且在每种情况下被分为具有基本相同数量的相同极性的接触突片的、至少两个相同极性的接触突片束，其中相同极性的电极层经由对应的相同极性的接触突片束和压力焊接接头以导电的方式连接至壳体的对应的外部导体。

另外，公开了一种制造电池的方法，该方法包括以下步骤：

堆叠包括不同极性的电极层的电池单元堆垛，其中相同极性的电极层的、突出到电池单元堆垛的活性表面之外的接触突片设置成使得它们彼此对准；

在每种情况下将相同极性的接触突片捆扎成至少两个接触突片束，其中每个接触突片束捆扎有基本相同数量的接触突片；以及

在每种情况下将相同极性的接触突片束压力焊接到电池壳体的一个外部导体上，以使相同极性的电极层经由对应的接触突片以导电的方式连接至对应的外部导体。

电池可以理解为是指用于储存和重复地提供电能的充电电池或二次电池。电能能够用电化学方法储存在由堆叠的独立电池单元组成的电池单元堆垛中。电能能够经由导电的电极层被导入和导出电池单元堆垛。在电池单元堆垛的每对不同极性的电极层之间形成独立的电池单元。

因此，将独立的电池单元的电极层分配给电池的不同电极性。不同极性的电极层可以包括不同的导电材料。例如，不同极性的电极层可以分别包括铜箔和铝箔。独立的电池单元可以称为基本堆垛。基本堆垛中总是有双面涂层。这意味着电极层的两侧均涂有相同材料。这产生了由阳极涂层、铜Cu、另外的阳极涂层、隔离层、阴极涂层、铝Al和另外的阴极涂层组成的顺序。在这种情况下，各个电极的层状结构由施加有电化学活性涂层的载体箔组成。就阳极而言，载体箔例如由铜Cu或在阳极电位下电化学稳定的另一种电子导体制成。就阴极而言，载体箔例如由铝Al或在阴极电位下电化学稳定的另一种电子导体制成。电化学活性涂层是由储存材料和导电添加剂制成的多孔涂层。涂层是多孔的，以允许锂离子作为导电液体电解质。替代地，可以构造没有孔隙和隔离层的固态电池。固态电池可以包含锂离子导电固体电解质，并且在两个电极中，除了储存材料之外还包含锂离子导电添加剂和电子导电添加剂。

为了形成独立的电池单元，不同的电极层在活性表面上带有用于储存电能的不同的电化学活性材料。电极层彼此电绝缘。在电池单元堆垛中，电极层以相等的间隔距离彼此平行地设置。为了进行接触，电极层包括没有电化学活性材料的导电接触突片。接触突片突出到活性表面之外。接触突片与电极层一体地形成，例如通过常规金属箔形成。不同极性的接触突片彼此不接触。相同极性的接触突片被分为至少两个接触突片束。两个相同极性的接触突片束形成束对。一种极性也可以配备有所有相同极性的接触突片的单束，而另一种极性可以配备有束对。电池单元堆垛包括至少四个接触突片束。接触突片束可以组合形成焊接表面，以用于在接触突片之间建立针对另一个相同极性的接触突片束和外部导体的导电连接。

快速放电机构的安全设计是指电流路径具有极低的电阻。电池单元可包括一个或两个端子。在单端子实现方式中，电池壳体带有另一种极性。在双端子实现方式中，壳体可以是中性的，可以处于浮动电位或具有一种极性。

壳体可以是用于保护电池单元堆垛的实心外壳。与电池单元堆垛由柔性箔包裹的已知的袋式电池单元不同，壳体的尺寸基本上是稳定的，即，在电池单元正常运行期间，由壳体包裹的体积的变化最多可忽略不计，例如小于10％或小于5％或2％。棱柱形的壳体例如可以具有矩形的基部。外部导体可以是壳体的导电部件，电能可以在此处在电池的外表面上被引出。电池的两个外部导体彼此电绝缘。在此提出的手段也可以用于袋式电池。

压力焊接也可以例如是超声波焊接或摩擦焊接。压力焊接包括借助于压力和摩擦加热至少两种材料直到它们至少类似于糊状物，并将这两种材料以糊状物样的状态混合在一起。因此，在压力焊接中，对材料进行焊接所需的能量主要以机械能的形式提供。在这种情况下，超声波焊接尤其是在工艺控制和/或焊接结果方面可以是有利的。例如，将待焊接的材料缓慢加热到不太高的温度。此外，可以在常规处理步骤中将多个接触突片焊接到彼此上和/或焊接到壳体的外部导体上。箔的结合也可以通过其他工艺来执行，例如粘合剂粘接、激光焊接、卷边、锡焊或压制。可以使用在箔之间以及与外部导体建立具有均匀的低电阻的机械稳定的结合部的任何方法。

电池单元堆垛可以包括面对面堆叠的至少两个子堆垛。每个子堆垛可以包括至少两个不同极性的接触突片束。在制造期间，可以首先堆叠两个子堆垛，并且可以对接触突片进行捆扎。可以将预制的子堆垛组合以形成电池单元堆垛。因此，可以更容易地制造接触突片束。

在子堆垛的划分平面处，即，一个子堆垛的最外电极层面对另一个子堆垛的最外电极层的位置，两个不同极性的电极层可以形成电池单元堆垛的独立的电池单元。换言之，两个子堆垛的、在划分平面处彼此面对的两个最外电极层可以具有不同的极性，因此它们形成电池的独立的电池单元。替代地，可以将两个相同极性的电极层相邻地设置在划分平面处。如果子堆垛包括相同数量的电极层，则划分平面可以代表电池单元堆垛的中心。额外的独立电池单元可以增加电池的能量密度。彼此分离并且可选地彼此绝缘的两个子堆垛可以配置电池单元堆垛的电互连部以满足要求。例如，子堆垛可以串联连接。

两个子堆垛的对应的相同极性的电极层可以经由它们的接触突片连接为一体。可以将一个子堆垛折叠到另一个子堆垛上，使得两个子堆垛的电极层平行于划分平面并且子堆垛彼此面对。可以同时堆叠子堆垛。每对接触突片束可具有共用的焊接表面。由于不再需要一半的待焊接层，因此可以在焊接表面处节省材料。

壳体可以包括盖组件，其具有盖板和与盖板电绝缘的穿通端子。盖板可以形成电池的一个外部导体。穿通端子可以形成电池的另一个外部导体。穿通端子与盖板电绝缘。穿通端子可以设置在盖板的开口中。可以首先将电池单元堆垛连接至盖组件。然后，可以将电池单元堆垛引入到壳体的剩余部分中或者使其被壳体的剩余部分包裹。

穿通端子可以包括被叠轧在一起的两种不同材料。材料之间的不均匀的低电阻结合是一种挑战。为了保持低电阻，使合金化区保持非常薄。例如，摩擦焊接工艺也适合于此。不同的材料可以实现不同的功能。例如，一种材料可能特别适合于接触突片束的压力焊接。同样地，可能需要至少一种材料来防止腐蚀和/或电腐蚀。该材料可以是金属材料。例如，可以将铜或铜合金与铝或铝合金叠轧在一起。

盖板和穿通端子上的压力焊接接头的焊接表面可以定向为与电极层的平面垂直并且设置在基本上相同的高度处。替代地，焊接表面可以具有相对于彼此偏移的高度。这样，焊接到穿通端子上的接触突片可以比焊接到盖板上的接触突片更短。焊接表面可以是接触突片束的一部分。通过相对于电极层的垂直取向可以节省空间。对于焊接表面处于相同高度的设置，可以跨过较大的面积将穿通端子嵌到入盖板中。对于高度偏移的设置，穿通端子可以在内部突出到盖板之外。穿通端子可以包括在内部置于盖板上的接触板。

应指出的是，在本文中参照作为电池和制造电池的方法的不同实施方式描述了本发明的一些可能的特征和优点。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中附图和说明书均不能解释为限制本发明。

图1a至图1d示出了根据示例性实施方式的电池的制造程序的视图；

图2示出了穿过根据示例性实施方式的电池上的压力焊接接头截取的剖视图；

图3示出了根据示例性实施方式的电池上的压力焊接工序的视图；

图4a至图4f示出了根据示例性实施方式的电池的制造程序的视图；并且

图5a至图5d示出了根据示例性实施方式的电池的制造程序的视图。

这些图仅是示意性的并且不是按比例绘制。在图中，相同的附图标记表示相同或等同的特征。

具体实施方式

电池单元的内部短路(例如，起因于被钉子刺穿，或者例如起因于发生事故时的导电颗粒或电池单元的过度应变)导致内部产生热量，这会导致电池单元热失控并导致爆炸危险。

快速放电机构将产生的热量传递到电池单元的电池单元堆垛的外表面并永久走故障的电池单元的旁路。因此，快速放电机构减少了堆垛中的热量输入。结果是，在电池单元损坏的情况下，车辆、特别是电动车辆不会发生故障。同样地，快速放电机构防止可能危及乘员、第三方和/或环境的爆炸和火焰。如果通过快速放电机构进行走旁路从而被电化学失活的电池单元在其仍然短路的情况下保持电池单元的串联连接，或者其在电池单元并联连接的情况下通过辅助机构(例如，通过额外的保险丝)被从电路中移除，也可以防止可能的故障。

由于电阻是非常关键的，因此快速放电机构的集成在与电池单元堆垛进行的接触的方面改变了电池单元设计。快速放电机构的集成还改变了电池单元的体积能量密度和电池单元的冷却。

通过电极的接触突片进行电池单元堆垛的连接确保了在常规循环操作期间和快速放电期间从集电器箔到电池单元的端子以及从电池单元的端子到集电器箔的电流流动。

接触突片通常是分别来自阳极或阴极涂层的铜或铝制集电器箔的、具有限定的但可变的长度的突起。接触突片被捆扎成束并焊接到端子上。

由于接触突片是薄箔并且它们的宽度受到电池单元的尺寸限制，因此它们具有较小的横截面积。因此，接触突片的露出长度应尽可能小，例如为5mm。露出长度在此表示活性(涂覆)区域与用于端子的焊接点之间的长度。

较长的接触突片产生高电阻，其随着长度而线性增高。该电阻对电流路径的总电阻有重大影响。

由于用于连接电池单元的空间对电池单元的电化学活性表面没有帮助，因此较长的接触突片导致电池单元体积的利用率较低，因此电池单元的体积能量密度降低。

因此，在本文提出的手段中，两个接触突片束分别用于与阳极涂层和阴极涂层接触。因此，可以将接触突片的露出长度减少大约50％。例如，露出长度的平均值可以从10mm减小到5mm。因此，接触突片的电阻同样可以减小大约50％。例如，可以实现小于100μΩ的电阻。另外，与电池单元堆垛进行接触所需的体积同样可以减小大约50％。

图1a至图1d示出了根据示例性实施方式的电池100的制造程序的视图。制造的电池100具有棱柱形的壳体102，其包围由不同极性的电极层106和设置在电极层106之间的操作所需的隔离层构成的电池单元堆垛104。因此，电极层106被分配给电池100的两种电极性。一种极性的电极层106在电池100的放电期间被氧化并用作阳极。这些电极层106可以被称为阳极层。另一种极性的电极层106在放电期间被还原并用作阴极。这些电极层106可以被称为阴极层。阳极层和阴极层在电池单元堆垛104中交替。阳极层在活性表面108上包括阳极材料。阴极层在它们的活性表面108上包括阴极材料。电极层106是导电的。例如，电极层106是将活性材料沉积在其上的金属箔。

每个电极层106包括用于与电极层106进行电接触的至少一个接触突片110，该接触突片突出到活性表面108之外。不同极性的电极层106的接触突片110设置在电池单元堆垛104中的不同位置处。活性表面108在该图中是矩形的。独立的电极层106被堆叠成使得活性表面108的边缘基本一致。相同极性的电极层106的接触突片110彼此对准。不同极性的电极层106的接触突片110不重叠。在该图中，接触突片110沿着电池单元堆垛104的一侧并排设置。

相同极性的电极层106的接触突片110在每种情况下都被分为至少两个相同极性的接触突片束112。每个接触突片束112包括基本上相同数量的相同极性的接触突片110。在该图中，每个接触突片束112包括一半相同极性的接触突片110。相同极性的电极层106经由对应的相同极性的接触突片束112和压力焊接接头114以导电的方式被连接至壳体102的对应的外部导体116。

这里仅示出了壳体102的盖组件118。盖组件118提供了电池100的两个外部导体116。为此目的，作为第一外部导体116的穿通端子120以电绝缘的方式被嵌入到盖组件118的盖板122中。因此，穿通端子120穿过盖板122提供导电连接部，该连接部与壳体102的其余部分电绝缘。壳体102、特别是盖板122的其余部分同样是导电的，处于另一电位，并用作电池100的第二外部导体116。

图1a示出了电池单元堆垛104的第一子堆垛124以及盖组件118。子堆垛124在此包括电池单元堆垛104的一半电极层106。子堆垛124的接触突片110被分为两个不同极性的接触突片束112。接触突片束112沿着子堆垛124的一侧并排设置。子堆垛124中的位于外部的电极层106的接触突片110成角度地朝向子堆垛124的中心。电极层106离中心越近，相关联的接触突片110的角度越小。在距活性表面108的边缘较短的距离处，相关联的接触突片束112的接触突片110彼此接触并从该位置开始继续形成压力焊接接头114的焊接表面126。所述距离尽可能短。该距离由几何形状、必要的应变消除或箔稳定性以及涂层边界载荷的指标决定。该距离决定了电阻路径的临界长度。在焊接表面126的区域中，接触突片110彼此面对面地叠置。连成一条线同样是可行的。焊接表面126相对于电极层106的平面成角度。子堆垛124和盖组件118彼此对准，使得焊接表面126各自位于一个外部导体116上方。还使子堆垛124相对于盖组件118倾斜，以使焊接表面126上方的空间保持畅通。焊接表面126与外部导体116的表面平行地对准。这对于其他焊接工艺可能是不必要的。

除了图1a中的图示之外，图1b还示出了电池单元堆垛104的第二子堆垛128。第二子堆垛128基本上等同于第一子堆垛124。再次，将第二子堆垛128对准为使得其焊接表面126与外部导体116对准。两个子堆垛124、128的焊接表面126被设置成一个在另一个上方。使第二子堆垛128在与第一子堆垛124相反的方向上朝向盖组件118倾斜。因此，焊接表面126上方的空间仍然保持畅通。换言之，第二子堆垛128被定向成使得其相对于与盖板122垂直的平面与第一子堆垛124对称。这使得基于第一子堆垛124的箔束厚度的高度偏移最小。

在图1c中，焊接表面126通过压力焊接工艺连接至下面的外部导体116。在该图中，用于超声波焊接工艺的超声波焊头130设置在子堆垛124、128之间的空置空间中。超声波焊头130与焊接表面126对准,并将焊接表面126和相关联的外部导体116挤压在砧座(未被示出)上。在该工艺中，用于超声波焊接的超声波振动被耦合到焊接表面126中，从而将两个子堆垛124、128的两个相同极性的接触突片束112的相同极性的接触突片110以机械和导电的方式连接至相关联的外部导体116。超声波焊头130在此被示出为位于穿通端子120上方的焊接表面126上。要连接至盖板122的其他焊接表面126使用另一个超声波焊头同时焊接，或者使用相同的超声波焊头130错开时间焊接。

在图1d中，子堆垛124、128已经被折叠在一起并形成连续的电池单元堆垛104。折叠在一起的电池单元堆垛104与盖组件118一起被插入到壳体的剩余部分(未被示出)中，以完全组装壳体102。盖组件118以流体密封的方式连接至壳体的剩余部分，以包裹电池单元堆垛104以及电池100工作所需的电解质，因为许多电池储存材料、导电的电解质盐和类似的添加剂具有吸湿性或者尤其是在电池单元形成和过充电时发出对环境有害和/或有毒的气体。

在示例性实施方式中，两个子堆垛124、128相对于与盖板122垂直的划分平面132具有对称的构造。因此，两个相同极性的电极层106在划分平面132中彼此相邻。子堆垛124、128中的至少一个也可以具有绝缘外壳，在这种情况下至少一层绝缘材料位于划分平面132中。

在替代的示例性实施方式中，两个子堆垛124、128相对于划分平面132具有不对称的构造。在这种情况下，不同极性的电极层106在划分平面中彼此相邻并且形成在电化学上独立的电池单元。隔离层位于不同极性的电极层106之间。在这种情况下，通过位于划分平面132不同侧上的不同极性的接触突片110与独立的电池单元进行接触。整个电池单元堆垛104可以通过附加外壳与壳体102隔离。在该示例性实施方式中，由两个束对构成的构造不会导致能量密度的损失，而是具有与已经预先独立构造的具有相同数量的层的堆垛完全相同的能量密度。

换言之，图1示出了包括两个电极堆垛的电池100，所述堆垛包括阳极和阴极。第一类型的突片从阳极突出。第二类型的突片从阴极突出。使用诸如激光焊接或超声波焊接的焊接技术将来自第一堆垛的第一类型的突片焊接到来自第二堆垛的第二类型的突片上。

当堆垛具有相同的构造时，存在附加的阳极层或阴极层，其中附加层对电池100的容量没有贡献。如果堆垛相同，则可以在堆垛之间设置可选的隔离层。

如果堆垛不相同，则在堆垛之间不存在所述隔离层。

第一类型的突片比第二类型的突片更短。可选的快速放电路径位于第一类型的突片和第二类型的突片之间，并形成低电阻的电气路径。在这种情况下，突片具有不同的长度，因为必须在穿通端子120与盖板118的内表面之间架起台阶部。

捆扎成对通过长度近似相等的突片使堆垛中的电流分布均匀。不相同的堆垛构造可以省去一层，从而导致更高的能量密度。由于突片长度大约减半，因此最短突片和最长突片的标称长度之间的距离大约减半。

两个子堆垛124、128在打开状态下连接在一起，从而形成用于超声波焊头130的空间。一旦连接并焊接了突片110，就使子堆垛124、128合在一起以形成电池单元堆垛104。每个子堆垛124、128可以分别绝缘。合在一起之后，子堆垛124、128可以与壳体102绝缘。可以用另一种焊接工艺代替超声波焊接。

图2示出了穿过根据示例性实施方式的电池100上的压力焊接接头114截取的剖视图。电池100在此基本上等同于图1中的电池。在这种情况下，将穿通端子120粘接到盖板122的开口中。周向粘合接头200使两个外部导体116彼此电绝缘，并密封穿通端子120与盖板122之间的间隙。

穿通端子120由叠轧材料制成。这意味着难以结合的两种金属已在高压下压在一起，直到已经在原子晶格水平上在金属之间建立结合部。这样做是出于电化学考虑，因为在电池的阳极侧需要在阳极电位下稳定的材料。其在液体电解质接触、即与液体电解质进行接触的情况下例如是铜或镍。铝优选用在电池的外部上，因为铝更便宜并且更耐腐蚀。在这种情况下，穿通端子120在内表面上包括铜并在外表面上包括铝。通过压力焊接接头114焊接到穿通端子120上的相同极性的电极层106的接触突片110同样由铜制成。穿通端子120足够长且足够宽，以支撑焊接表面126的整个区域，同时与粘合接头200之间保持周向距离。

在这种情况下，在内部，盖板122的接触表面和穿通端子120的接触表面位于一个平面中。这意味着不同极性的接触突片束112具有相等的长度。

图3示出了根据示例性实施方式的电池100上的压力焊接工序的视图。电池100在此基本上等同于图1中的电池。在该图中，与图1中所示的制造程序不同，在压力焊接工艺之前已经使两个子堆垛124、128合在一起形成了电池单元堆垛104。替代地，根本不再形成子堆垛，从而节省了将子堆垛合在一起的附加工序。因此，在相同极性的接触突片束112之间形成空腔300，该空腔在侧面是敞开的，并由垂直于电池单元堆垛定向的焊接表面126以及两个接触突片束112的最内侧的接触突片110界定，并且具有基本上三角形的横截面区域。在这种情况下，出于焊接的目的，将适合空腔300的超声波焊头130引入到空腔中。超声波焊头130为手指形状并且具有比空腔300更小的横截面积。

可以使用特殊的超声波焊头130或替代的焊接技术将接触突片110之间的连接部焊接在组装的电池单元堆垛104上。

图4a至图4f示出了根据示例性实施方式的电池100的制造程序的视图。电池100在此基本上等同于图1中的电池。此处的不同之处在于，盖组件118实现有焊接的穿通端子120。穿通端子120在内侧包括用于在其上焊接电池100的一极的接触突片束112的接触板400。接触板400提供焊接所需的接触表面。为了从电池100中导出电流，仅需要小于该接触表面的导体横截面。因此，穿过盖板122的开口小于接触板400。在该开口中仅设置销402，其具有机械强度和载流能力所需的横截面区域。该横截面区域可以是任何形状。

销402由配合部件404保持在外部。配合部件404在预加载下被焊接到销402上。由塑料材料制成的电绝缘的绝缘体406位于盖板122的内表面与接触板400之间以及盖板122的外部与配合部件404之间。另外，开口由接触板400与盖板122之间和/或盖板122与配合部件404之间的密封环(这里未示出)密封。

相对于盖板122的高度偏移是由在电池100内部突出到盖板122的表面之外的接触板400和内部绝缘体406引起的。因此，在这种情况下，焊接到接触板400上的接触突片110比焊接到盖板122上的接触突片110更短。

在示例性实施方式中，销402通过摩擦焊接工艺由两种金属材料结合而成。因此，在图2中，穿通端子120在内部包括与外部不同的材料。

在图4a中，子堆垛124、128设置在焊接设备408上。焊接设备408具有用于子堆垛124、128中每一个的倾斜支架。子堆垛124、128像打开的书页一样搁置在倾斜支架上。倾斜支架将子堆垛124、128定位成使得接触突片束112的焊接表面126重叠。在倾斜支架之间，用于超声波焊头130的空间是畅通的。

在图4a中，穿通端子120的销402位于砧座410的狭槽中。接触板400位于砧座410的压力表面上。电池单元堆垛104的一极的焊接表面126设置在超声波焊头130与穿通端子120之间，并且通过从超声波焊头130耦合的压力和超声波而被焊接到接触板400上。

换言之，在图4a中，阳极束对连接至穿通端子120。穿通端子120可以包括叠轧材料。替代地，可以通过摩擦焊接来焊接铜和铝。阳极的接触突片被焊接到盖组件118内侧的接触板400的铜表面上。柱状部分包括叠轧材料。之后将铝制部分焊接到铝端子板上。

在图4b中，一极的焊接表面126已经被焊接到接触板上。砧座410已被移除，并且内部绝缘体406和内部密封件(未被示出)已经被设置在穿通端子120和盖板122之间。销402位于盖板122的开口中并在外部突出到盖板122之外。

换言之，在图4b中，将内部密封件和穿通端子120插入到盖板122中。例如，通过对塑料部件进行模制或注射成型来提供绝缘。穿通端子120设置在塑料部件的凹部中，使得柱状部分在盖板122的外侧上突出。扁平部分位于凹部中。

在图4c中，扁平的砧座410位于盖板122上。电池单元堆垛104的另一极的焊接表面126设置在超声波焊头130和盖板122之间，并且通过从超声波焊头130耦合的压力和超声波而被焊接到盖板122上。

换言之，在图4c中，阴极束对连接至盖板122。阳极接触突片被焊接到穿通端子120的铜表面上。阴极接触突片被焊接到铝盖板122上。盖板122的铜表面和铝表面之间的台阶部意味着阴极接触突片比阳极接触突片更长。

在图4d中，所有接触突片束112都已经被焊接。扁平的砧座410已被移除，并且外部绝缘体406和外部密封件(未被示出)已经设置在盖板122和配合部件404之间。销402的突出部分已经被引入到配合部件404中。

换言之，在图4d中，外部密封件和端子板被放置到位。密封件穿过盖板122被插入到开口周围的凹部中。密封件将盖板122、穿通端子120和电池内部与外部环境隔绝。将端子板插入到外部的塑料部件的凹部中，从而可以在电池单元之间实现电接触。

在图4e中，将销402拉出，或者将压力施加到焊接到接触板400上的焊接表面126上，同时将压力施加到配合部件404上。这压缩或压实了绝缘体106和密封件，并因此对盖板122中的开口进行密封。在压缩状态下，将配合部件404焊接到销402上以固定预加载。

换言之，在图4e中，预加载被施加到端子板上，并且穿通端子120被焊接到端子板上。

在图4f中，已移除焊接设备408，并且子堆垛124、128被折叠在一起以形成单件式电池单元堆垛104。然后，将电池单元堆垛104引入到电池100的壳体中。

换言之，在图4f中，使电池单元堆垛104合在一起并最终组装电池100。

在示例性实施方式中，来自不同子堆垛124、128的每对相同极性的电极层经由两个接触突片110接合并且具有共用的焊接表面126。

图5a至图5d示出了根据示例性实施方式的电池100的制造程序的视图。电池100在此基本上等同于图1至图4中的电池。此处的区别在于，焊接表面126被定向为基本上平行于电池单元堆垛104的电极层106。为此目的，在图5a中，导电间隔物500被设置在两个子堆垛124、128的每对相同极性的接触突片束112的成束的焊接表面126之间并焊接到其上。间隔物500又在图5b和图5c中相对于两个外部导体116设置。在图5b中，间隔物500面对面地放置在外部导体116的平坦接触表面上。在图5c中，间隔物500被插入到外部导体116中的相应的狭槽502中。在这种情况下，间隔物500可以用作穿过盖组件118的穿通部。在图5d中，间隔物500以导电的方式连接至外部导体116。例如，间隔物500和外部导体116被激光焊接。

换言之，束对也可以使用附加导体连接，该附加导体是端子的一部分或在束对连接之前或之后连接至端子。由此可以基本上平行于电池单元堆垛104的堆叠方向焊接束对。然而，这在电池单元中占用了用于电连接的更多空间。然而，可以从盖的外部进行焊接。

最后，应提及的是，诸如“由……组成”、“包括”、“具有”等术语不排除任何其他要素或步骤，并且诸如“一个”或“一种”等术语也不排除超过一个。权利要求中的附图标记不应被认为具有限制作用。

Claims (10)

1.一种电池(100)，其具有棱柱形的壳体(102)以及包括不同极性的电极层(106)的电池单元堆垛(104)，每个所述电极层都具有用于与所述电极层(106)进行电接触的至少一个接触突片(110)，所述接触突片突出到所述电极层(106)的活性表面(108)之外，其中相同极性的所述电极层(106)的所述接触突片(110)彼此对准并在每种情况下都被分为具有基本相同数量的相同极性的所述接触突片(110)的、至少两个相同极性的接触突片束(112)，其中相同极性的所述电极层(106)经由对应的相同极性的所述接触突片束(112)和压力焊接接头(114)以导电的方式被连接所述至壳体(102)的对应的外部导体(116)。

2.根据权利要求1所述的电池(100)，其中，所述电池单元堆垛(104)包括面对面堆叠的至少两个子堆垛(124，128)，其中，每个所述子堆垛(124，128)都包括至少两个不同极性的所述接触突片束(112)。

3.根据权利要求2所述的电池(100)，其中，在所述子堆垛(124，128)的划分平面(132)处，两个不同极性的所述电极层(106)形成所述电池单元堆垛(104)的独立的电池单元。

4.根据权利要求2所述的电池(100)，其中，两个相同极性的所述电极层(106)相邻地设置在所述子堆垛(124，128)的划分平面(132)处。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电池(100)，其中，两个所述子堆垛(124，128)的对应的相同极性的所述电极层(106)经由它们的所述接触突片(110)被连接为一体，其中一个所述子堆垛(124，128)被折叠到另一个所述子堆垛(124，128)上。

6.根据前述任一项权利要求所述的电池(100)，其中，所述壳体(102)包括盖组件(118)，所述盖组件具有盖板(122)和与所述盖板(122)电绝缘的穿通端子(120)，其中所述盖板(122)形成所述电池(100)的一个所述外部导体(116)，所述穿通端子(120)形成所述电池(100)的另一个所述外部导体(116)。

7.根据权利要求6所述的电池(100)，其中，所述穿通端子(120)包括被叠轧在一起的两种不同材料。

8.根据权利要求6或7所述的电池(100)，其中，所述盖板(122)和所述穿通端子(120)上的所述压力焊接接头(114)的焊接表面(126)被定向为与所述电极层(106)的平面垂直并且设置在基本上相同的高度处。

9.根据权利要求6或7所述的电池(100)，其中，所述盖板(122)和所述穿通端子(120)上的所述压力焊接接头(114)的焊接表面(126)被定向为与所述电极层(106)的平面垂直并且具有相对于彼此偏移的高度，其中被焊接到所述穿通端子(120)上的所述接触突片(110)比被焊接到所述盖板(122)上的所述接触突片(110)更短。

10.一种制造电池(100)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

堆叠包括不同极性的电极层(106)的电池单元堆垛(104)，其中相同极性的所述电极层(106)的、突出到所述电池单元堆垛(104)的活性表面(108)之外的接触突片(110)设置成使得它们彼此对准；

在每种情况下将相同极性的所述接触突片(110)捆扎成至少两个接触突片束(112)，其中每个所述接触突片束(112)都捆扎有基本相同数量的所述接触突片(110)；以及

在每种情况下将相同极性的所述接触突片束(112)压力焊接到所述电池(100)的壳体(102)的一个外部导体(116)上，以使相同极性的所述电极层(106)经由对应的所述接触突片束(112)以导电的方式连接至对应的所述外部导体(116)。

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